研究背景与问题定位 [page::0][page::1]

• 电力不可大规模储存且需求缺乏弹性，导致价格高度波动，发电企业可能通过产能收缩或推货影响价格。

- 传统市场权力监测方法难以捕捉容量隐藏与推送行为，特别在存在套期保值合约时。

理论框架与识别策略 [page::2][page::3]

• 结合企业套保情况，分析其在小时级别是否存在通过改变发电行为操纵现货市场价格的动机。

- 使用图示说明：当企业处于低套保状态时有激励抬价（容量隐藏），高套保状态时有激励压价（推送产能）。

• 通过构建竞争性基准调度与实际调度偏差，测量其与经济激励的相关性来识别滥用。

数据与方法 [page::6][page::7][page::8][page::9][page::10][page::11]

• 研究基于德国日间批发电力市场，40个可调度热电单位，2019-2024年小时级数据。

- 使用混合整数线性规划（MILP）模型，结合蒙特卡洛模拟，估计在竞争假设下的最优发电调度。

• 计算单位及公司层面经济激励指标：价格供给曲线斜率、公司净敞口（产出减去套保合约）、单位贡献利润。

- 净利润公式同时考虑现货价、套保价和成本，涵盖容量“隐藏”及“推送”的激励。

实证模型及主要结果 [page::16][page::17][page::18][page::19]

• 应用分段Logit回归，研究市场权力滥用利润与发电量偏离的关系，分别建模“容量隐藏”与“容量推送”概率。

- 结果显示：每增加1欧元净利润，发电机组被隐藏的概率提升约1%，推送的概率提升约0.3%，统计显著。

• 在利润刺激下，容量隐藏从24%升至71%，容量推送从28%增至44%。

鲁棒性与异质性分析 [page::20][page::21]

• 年度层面均显著，2022年因监管加强现象减弱。

- 不同发电技术均存在利润驱动的容量隐藏，气电单位同时显著推送产能。

• 多数主要发电公司均体现该利润对行为的正向影响，存在公司异质性。

- 套保率设定变化敏感，套保率越高，推送行为预期越强。

研究贡献与政策建议 [page::25]

• 首次将单位小时级、双向（隐藏与推送）市场权力滥用经济激励量化，建立基于优化模型与计量经济学结合的检测框架。

- 提出细化远期合约产品设计，可在源头中和滥用激励。

• 强调监管视角需纳入公司套保情况和细粒度运营数据。

量化模型核心思想 [page::5][page::8][page::9][page::10]

• 通过优化模型预测“竞争”调度，计算实测发电与竞争基准调度差异。

- 利用燃料价格序列分段拟合供给曲线斜率，紧密捕捉市场价格弹性。

• 净敞口基于公司实际发电量与套期保值量差异估计。

- 计算单机净利润，作为市场滥用潜在经济动机指标。

• 施加结合蒙特卡洛模拟的混合整数规划模型，对调度状态概率进行精细估计。

监测现实案例与法律背景 [page::22]

• 显示符合REMIT法规下市场操纵检测要求，相关案例涉及英国与法国。

- 缺乏数据使检测复杂，本文工具可辅助提高发现效率。

研究局限及未来方向 [page::23][page::24]

• 未覆盖可再生能源单位，因缺乏高频公司级数据，未来需扩展研究。

- 未考虑调频、备用市场收益，需整合多市场视角。

• 未动态模拟跨境电力交易影响，额外研究需要。

- 对计划维护及意外停机假定真实不含战略性滥用，可能低估滥用规模。

金融研究报告深度分析报告

1. 元数据与概览（引言与报告概览）

报告标题: Market power abuse in wholesale electricity markets
作者: Alice Lixuan Xu, Jorge Sánchez Canales, Chiara Fusar Bassini, Lynn H. Kaack, Lion Hirth
发布机构: Hertie School及合作单位
报告日期: 覆盖2019-2024年德国电力市场数据的分析，具体发布日期未明，但数据最新至2024年
研究对象: 德国批发电力市场中的市场权力滥用现象，特别聚焦发电商在现货市场调节产量以影响电价的行为
核心论点:

• 批发电力市场价格时刻波动剧烈，发电公司利用长期远期合约进行套期保值，因而在单小时内面临驱动电价上升（通过减少供应）或压低电价（通过虚增供应）的经济激励。

- 报告构建理论框架，结合实际数据识别市场权力滥用行为，测算发电单元偏离竞争行为的小时经济动因及其与发电行为的关联。

• 实证结果表明，发电单元在存在更大利润动因时会更倾向于减少发电（以抬高电价）或增加发电（以压低电价），体现出系统性市场权力滥用的证据。

- 通过对德国2019至2024年40个火电单元的分析，揭示每增加1欧元的潜在净利润，额外减少发电的概率增加约1%，反向增加发电的概率增加约0.3%。


报告有效揭示了批发电力市场中，发电企业基于套期保值头寸和市场结构，战略性操纵发电量以影响电价的复杂动态[page::0,1]。

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2. 逐节深度解读

2.1 引言（第1页）

• 关键论点: 电力市场极易被市场权力滥用侵蚀，因电力不可大规模存储、需求缺乏价格弹性及输电约束等因素促使发电商在特定时空具有单边市场权力。

- 解释: 单边市场权力的体现主要是“容量留置”：发电商故意减少可用产能，以推高电价。德国联邦卡特尔办公室报告指出2022年五大发电商存在明显影响市场价格的能力。

• 识别难点: 传统基于市场份额和价格加成的指标难以准确侦测滥用行为，因为滥用不一定需大份额或大量产能留置，也未必伴随价格异常高企。

- 方法概览: 本文创新方法，从小时层面出发，同时考虑增产压价的策略，进行单元级实证分析。

• 实证发现: 与抽象理论匹配，发电单元行为与预测的经济激励正相关，支持市场权力滥用的存在[page::1]。

2.2 理论框架（第2-3页）

• 核心概念: 电力需即刻消费，市场需求价格弹性低，导致现货价格高波动。发电公司通过远期合约套期保值，但实际单小时生产与远期承诺存在偏差，因而对现货价格产生双向调控激励：

- 欠套期保值（Under-hedged）: 单小时实际产量超过远期头寸时，发电商有利于抬高现货价，故有动力减少发电。
- 过套期保值（Over-hedged）: 实际产量低于远期头寸时，发电商期望压低现货价，故有动力增加发电。

• 图1详解: 绿色收益面积反映调整发电量获得的额外利润，红色为调整带来的成本，净利益为正时，发电商有滥用动机。

- 识别策略: 构建竞争性发电基线，通过比较实际与预测发电行为差异，并结合以净利润计算的经济激励，识别非竞争性市场行为。

• 优势: 利用小时级别波动，有效控制不可观察的成本因素带来的估计偏误[page::2,3]。

2.3 文献回顾（第4-5页）

• 以往研究总结: 过去多聚焦于市场结果（价格异常高企）辨别滥用，忽视经济激励和远期合约的双向作用。

- 现有局限: 大多只关注容量留置（抬价）行为，忽略反向的推量（压价）策略。

• 经济激励的重要性: 研究强调即使是规模小、无显著市占率的单位也有行为影响力，且调控行为关键受单位经济激励驱动。

- 套期保值角色: 以往实证多因缺乏套期保值数据未纳入考量，但理论说明套期保值可显著调节滥用动机，甚至促使发电商以低于边际成本价格卖电。

• 本文贡献:

- 首次量化小时级单位净利润激励，涵盖正负价格操纵动机。
- 结合套期保值，实证解释发电行为偏差[page::4,5,6]。

2.4 数据（第6-7页）

• 数据源: 利用ENTSO-E和EEX等平台公开的德国现货市场发电及停产报表，辅助填补缺口。

- 样本: 关注40个热能可调节发电单元（褐煤、硬煤、天然气），剔除调峰、供热为主（冷热联产）、核能、水电及可再生能源发电单位（受数据限制）。

• 市场选择: 重点为日内的日间市场，因占总交易量约2/3，且更适合操作性滥用识别[page::6,7]。

2.5 方法论（第8-17页）

• 三步骤分析框架（图2） ：

1. 竞争性发电调度估计: 混合整数线性规划模型，基于市场价格、成本参数，预测理论竞争状态下单位发电开停机状态和负荷。通过Bootstrap蒙特卡洛模拟估计输入参数不确定性，取状态稳定的95%以上置信时段。
2. 经济激励计算: 基于三个关键量——供给曲线斜率（\(\deltah\)）、公司净曝露度（实际发电减去远期套期保值量，\(E{j,h}\)）、以及单位边际贡献利润（\(\margin = ph - c{i,h}\)），计算单位MW容量调节带来的净利润。
- 供给曲线斜率根据碳价调整的燃气与煤价 regimes 分段估计（图3、4展示）。
- 公司净曝露度根据月度平均定量测算。
3. 经济激励与发电偏差关联分析: 以分段logit模型，分别考察在竞争模型预测发电时却减少（留置），以及无竞争发电时却增加发电的概率，检验与净利润激励的关联。

• 变量定义及处置:

- 发电偏差 \(y{i,h}\) 设定为 \(\{-1,0,1\}\)，分别对应负偏差（少发）、无偏差、正偏差（多发）。
- 竞争状态基准 \(z{i,h}\) 为 1 表示预测发电，0为不发电。
- 经济激励净利润通过导数计算，分别给出留置和推容量的净盈利边际变化表达式（公式详细）。

• 方法创新点: 精细的小时层面经济激励计算，结合蒙特卡洛不确定性模拟和分段状态驱动的logit模型，兼顾两类市场权力滥用行为。模型不依赖额外特征控制，声称可解释因果关系[page::8-17]。

2.6 结果（第17-22页）

• 整体匹配:

- 82.5%单位小时行为与竞争性预测吻合。
- 8.0%出现负偏差（涉嫌容量留置），9.5%出现正偏差（涉嫌容量推入）。

• 回归结果（表2）:

- 容量留置净利润每提升1欧元，发电负偏差比率提升1%（高度显著）。
- 容量推入净利润每提升1欧元，发电正偏差比率提升0.3%（显著）。

• 概率转换示例: 若单位容量净利润从0增至200欧元时，留置概率从24%升至71%，推入概率从28%升至44%（图7）。

- 模型稳定性: 年度、技术类型、公司维度均测试，发现留置、推入行为普遍存在，特别天然气和煤炭单位明显，10/15家公司显现双侧滥用迹象（图8）。

• 套保率敏感性: 不同套保率假设影响留置与推入激励强度，但正响应关系稳健存在（表5）。
• 局限性补充:

- 变量与结果二元化近似边际效应，1/3单元容量层次估计亦支持正相关（表6）。
- 模型拟合优度因策略行为稀少性及市场竞争性限制预期不高。


简而言之，实证数据充分支持发电单位行为受潜在价格影响利润驱动的滥用现象[page::17-22]。

2.7 讨论（第22-24页）

• 结合REMIT监管案件，现实中已发现类似容量留置操纵案例，呼吁该分析方法可成为监管工具。

- 发电容量留置及推入行为占总负荷约4%，可引起电价小时均值数欧元的波动，极端时波动甚大。

• 本研究倾向保守估计，谨慎对待非正常停机与发电量的非二元调节，避免误判。

- 数据及方法限制包括：
- 不考虑再调度调控、平衡市场收益、可再生能源数据缺失。
- 对可再生能源的市场权力行使未深入探讨，但可能因激励结构不同影响有限。
- 跨国市场联结与流动性对市场权力影响未专门建模，仅间接反映在价格斜率中。


总的来说，本文既阐释理论机理又基于德国实际数据提供系统性市场权力滥用检测方法，并诚实披露局限[page::22-24]。

2.8 结论（第25页）

• 本文突破性开发了小时级别、单元层面净利润计算指标，成功将市场权力滥用的经济激励与发电行为偏差紧密联系在一起，系统证实市场中存在战略性产能调节行为。

- 政策建议包括加强对大型企业及其套保状况监测，推动远期市场提供精细化产品（如小时期货合约），以减少市场权力滥用的经济激励。

• 该研究的定量框架及结论为能源市场监管和市场设计提供了重要理论支持与实证基础[page::25]。

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3. 图表深度解读

图1（第3页）

• 展示内容: 理论示意图，分上下两部分，分别描绘发电公司在欠套期保值（上）与过套期保值（下）条件下调控发电量来影响电价的经济激励。

- 数据趋势: 绿色区域代表调整发电量带来的额外盈利，红色区域对应额外成本。欠套期保值时，减少发电能提升价格及利润（上图）；过套期保值时，通过增发电量压低价格达到节约成本目的（下图）。

• 文本关联: 该图为理论基础，结合上下文解释为何发电商会有动力偏离竞争性产量。为后文经验模型提供经济动因测算框架。

图2（第8页）

• 展示内容: 三步方法框架流程图。

- 解读:
1. 竞争性发电影像的估计及与实际数据比较，计算发电偏差；
2. 利用边际贡献、净曝露度及市场供给斜率估算单位小时利润激励；
3. 以回归模型连接经济激励与发电偏差，形成滥用检测指标。

• 文本呼应: 说明方法论整体思路和数据层级分布。

图3（第13页）

• 展示内容: 2019-2024年德国燃气（绿色）和煤炭（蓝色）碳价调整后成本时序，纵向虚线表示检测到的供给曲线结构变化时点。

- 趋势解读:
- 历史期间燃气价格极其波动，尤其2022年能源危机期间达到峰值；
- 煤炭价格较稳定，但仍有多起断点。

• 联系文本: 这12个时间区间定义了不同供给价格环境（regimes），用于针对每个区间估计不同的价格-剩馀负荷关系，以反映不同阶段发电成本和供需结构。

图4（第13页）

• 展示内容: 对两个示例price-regime群组画出的供给曲线（电价对剩馀负荷的分段线性拟合）。橙色虚线点出供给曲线斜率变化点。

- 趋势:
- 曲线表现出典型分段增加趋势，但不同区间斜率显著不同，体现供给反应灵敏度随剩馀负荷及燃料价格波动。

• 文本呼应: 是经济激励计算中供给弹性的关键输入，用以估计对单位产能改变导致电价变动的大小。

图5（第14页）

• 展示内容: 2024年4月某发电公司的实际发电曲线（黑线）对比其估计套期保值负荷（橙线，月度均值及峰谷时段区分）。

- 数据解读:
- 实际发电量剧烈波动，有时高于，有时低于套期保值量；
- 红绿色阴影区分正负“净曝露”，对应多或少于远期套保。

• 联系文本: 体现公司净曝露度的具体估算，结合市场价格提供经济激励量化基础。

图6（第16页）

• 展示内容: 2024年3月某天然气发电单元的净利润时间序列（上下分别为容量留置和容量推入）。

- 观察:
- 净利润具有较强日内波动；
- 仅在单位有调节机会时（实线）才计入激励，虚线显示理论净利润水平。

• 文本功能: 证明净利润激励既波动大又非持续存在，直接关联其调控行为可能性。

图7（第18页）

• 展示内容: 两图面板分别展示容量留置与推入的实际观测偏差实例与模型预测概率在净利润区间上的分布。

- 信息:
- 当净利润增加时，偏差发生概率显著上升，模型拟合曲线（虚线）跟数据趋势密合；
- 绿灰色区域代表无显著偏差，彩色柱代表负（橙）与正（蓝）偏差。

• 关联: 实证支持净利润激励对发电量战略调整的直接影响。

图8（第21页）

• 展示内容: 公司层面双侧滥用激励效应估计值及置信区间。

- 分析: 大多公司容量留置激励效果显著，推入效应稍弱，提示存在公司异质性（规模、风险偏好、监控感知等）。

• 政策意义: 监管可针对活跃滥用公司重点监控。

附录B图（第36、38页）

• 多组燃料价格 regime 内供给曲线拟合展示（36页）：多段线性方法有效捕捉价格对需求变化弹性异质性，支撑斜率估计。

- 技术类型模型结果（38页）：
- 主要煤气单位留置机会明显，推入则气体种类（CCGT、其他气）表现较明显；
- 显示热电技术中市场权力策略异质分布。





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4. 估值分析

本报告无明确传统意义的金融估值环节（如DCF、市盈率），但其经济测算框架等同于：

• 投资回报度量: 以发电单元改变产量对公司利润净边际变化作为“收益”指标，精细量化每小时产能调整的经济激励。

- 边际成本与市场价格动态: 结合燃料及碳价，估算单位发电边际成本，市场供给曲线的价格—产量关系确保影响发电调节的价格传导机制得以体现。

• 回归系数估计: 以所计算净利润作为“内生变量”，评估对产量偏差的影响强度。

该研究方法论兼具理论与实证层面，以实操层面的净利润为核心估值对象[page::10-21]。

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5. 风险因素评估

• 数据与模型风险:

- 仅关注德国热电单位样本，忽视可再生能源等重要市场主体，故结论具限制性。
- 远期套保假设（套保率100%为主）存在一定偏误，虽进行敏感性测试。
- 假定市场价格完全预期（完美预视），忽略价格风险对行为的潜在影响。

• 市场行为伪装: 部分“技术性”停机或缺勤或许带有战略成分，研究谨慎视作非滥用，可能导致滥用程度被低估。

- 市场结构变化: 外部政策、市场规则及国际联通性变化可能非显性计入，影响供给价格弹性估算。

• 监管识别难点: 市场权力滥用行为隐蔽且分散，驱动力受多因素影响，评估难度大。

报告对风险进行了充分讨论，采取多重保守策略以求结论稳健，但明确存在低估现象[page::23-24]。

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6. 批判性视角与细微差别

• 模型侧重二元状态分类: 便利了识别及解释，但忽略了连续发电调节的细腻度，可能损失信息。

- 忽视调度动态交互: 模型假设单元独立竞争，未量化单位间复杂战略互动，部分时段分析可能有偏。

• 数据完整性依赖公开透明度: 发电厂级远期合约数据缺乏真实完整披露，套期保值估算基于假设。

- 价格行为影响排他估计: 虽有竞争基线控制价格因素，但仍未完全排除价格对发电行为的间接影响，潜在内生性风险仍存。

• 公司异质性政策风险: 不同公司风险态度和监管敏感度影响策略实施和识别，影响结论泛化。

总体来看，报告方法科学严谨、假设明确，能识别到潜在滥用，但对推断结果的普适性和绝对程度应保持审慎[page::16-20,23]。

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7. 结论性综合

本文深入剖析了德国批发电力市场中市场权力滥用现象，创新性地构建了基于单元-小时粒度的净利润经济激励指标，揭示发电单元的发电偏差与净利润激励呈显著正相关，体现了系统性、动态的市场操纵行为。

• 理论贡献: 明确阐释了欠套期保值和过套期保值机制如何驱动双侧市场操纵模式，拓展了电力市场权力滥用研究视角。

- 方法论创新: 结合混合整数线性规划与蒙特卡洛模拟，构建了稳健竞争基线及边际经济激励估量体系。

• 实证发现: 在超过六年的数据中，产能留置概率随每欧元潜在净利润增长约1%，产能推入概率增长0.3%。此滥用导致平均峰值电价被人为推高/压低数欧元/MWh，部分时段甚至更为显著。

- 政策建议: 需加强对市场参与公司的实时规模及套保情况的监控；推动远期市场产品细化（例如小时期货），以降低市场操纵的根本经济激励。报告坦然面对数据局限及模型约束，结论保守但极具说服力。

最后，该报告为电力市场监管和设计提供了重要实证工具，促进对市场滥用行为的理解和监督，对维护市场效能、保障投资者和消费者利益具有深远意义[page::0-25]。

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结语

本报告以细致数据处理、严密模型构建和多维度实证分析，展现了批发电力市场中由套保机制诱发的双向市场权力滥用行为，为电力市场监管提供了先进识别和预警工具。本次解析尤其强调了理论-数据-模型联动的重要性，以及在复杂市场结构中的细节处理。未来工作还需扩大样本范围，拓展新能源领域，增强对多市场联动及跨区域影响的把握。

报告